前端必须掌握的设计模式——装饰器模式

简介: 装饰器模式是一种结构型设计模式,通过创建新类来包装原始对象,实现在不修改原有结构的前提下扩展新行为。其核心在于“组合”思想,使新功能可“即插即拔”。该模式具有解耦性、灵活性和动态性等特点,广泛应用于类的面向对象编程语言中,如JavaScript的注解和TypeScript的写法。示例中,通过装饰器模式为游戏角色动态添加装备,展示了其强大的扩展性和灵活性。

定义

       装饰器模式(Decorator Pattern)属于结构型设计模式。将新的行为以创建类的方式去对原始对象进行包装,在实现同一接口并且不修改原有结构的前提下,达到扩展新行为的目的。简而言之,装饰器模式的核心展现出一种组合的思想,希望一切新的行为都是“即插即拔”的状态。

       对于那些基于类的面向对象编程语言做开发时,装饰器模式也深深被成熟运用。装饰器模式同样也是JS的大势所趋,从NextJs语法大量使用的注解,再到TypeScript的写法,再到ECMA未来可能将装饰器模式纳入标准,无时无刻不体现出了AOP(面向切面编程)思想的伟大。

特点

  • 解耦性:装饰器模式作为结构型的设计模式,更加体现了组合优于继承的思想。新增功能在不修改原有代码的基础上保持了动态性,不影响原有代码,保证了代码的完整性。
  • 灵活性:装饰器模式可以达到“即插即拔”的状态,在面对大型的项目时能够更灵活去处理复杂业务。
  • 动态性:可以很方便去添加移除一些功能,还不需要修改原有代码。

场景

       适用于给对象附加能力时使用,如Vue的指令设计,就很好体现了装饰器模式的作用;Java的注解也是对某个类进行能力的扩充。

举例实现

       这里我们举个例子,有一款“一刀999”的类传奇游戏有一个装备系统,我们将其拆解一下,得到一个本体和无数的插件。如果我要给一个用户一把“屠龙刀”,我正常继承原始对象是可以的。但如果我的需求是:我要给“划雨悦潭之赋”这个游戏玩家一把“屠龙刀”,一双“黄金之翼”,一枚“麻痹戒指”,那么使用传统的继承就不合适了。

本体.png

       这种场景下,我们可以使用装饰器模式,利用组合的思想去设计代码,如下图所示。 首先我们定义一个IBody的接口。创建一个Body的本体类去实现IBody接口,创建一个基础的装饰器类Decorator也去实现IBody接口,然后每个具体的装备类再去继承基础装饰类。

ove(message atring) vold.png

       在客户端,我们创建一个人物本体对象,创建“翅膀”的对象将本体对象传入,此时本体对象去操作对应的获得装备逻辑;再创建“武器”的对象将得到的创建“翅膀”的对象传入以此类推,最后将得到的对象调用give方法给予特定的目标;就像“叠房子”一样一层一层落。

       在具体装饰类中,我们部分重写了give方法,在处理自己的逻辑之前先调用父类的give方法,形成一个链条。具体代码如下:

// 人物本体接口
interface IBody {
  give(roleName: string): void;
}
// 基础人物本体类
class Body implements IBody {
  private name: string;
  constructor(name: string) {
    this.name = name;
  }
  give(roleName: string): void {
    console.log(`给角色"${roleName}"提供道具`);
  }
}
// 基础装饰器 定义整个装饰器的结构 子类可以做扩展
class Decorator implements IBody {
  // 基础的装饰器类是不能够单独使用的
  private body: IBody;
  // 初始化时需传入一个IBody类型的实例
  constructor(body: IBody) {
    this.body = body;
  }
  give(roleName: string): void {
    this.body.give(roleName);
  }
}
// 具体装饰类 翅膀
class WingDecorator extends Decorator{
  private wingName: string;
  constructor(body: IBody, wingName: string) {
    super(body);
    this.wingName = wingName;
  }
  // 重写父类的give方法
  give(roleName: string): void {
    // 调用父类的give方法
    super.give(roleName);
    // 给人物赠送翅膀
    console.log(`系统赠送[翅膀]"${this.wingName}"给"${roleName}"`);
  }
}
// 具体装饰类 翅膀
class WeaponDecorator extends Decorator{
  private weaponName: string;
  constructor(body: IBody, weaponName: string) {
    super(body);
    this.weaponName = weaponName;
  }
  // 重写父类的give方法
  give(roleName: string): void {
    // 调用父类的give方法
    super.give(roleName);
    // 给人物赠送武器
    console.log(`系统赠送[武器]"${this.weaponName}"给"${roleName}"`);
  }
}
// 具体装饰类 戒指
class RingDecorator extends Decorator{
  private ringName: string;
  constructor(body: IBody, ringName: string) {
    super(body);
    this.ringName = ringName;
  }
  // 重写父类的give方法
  give(roleName: string): void {
    // 调用父类的give方法
    super.give(roleName);
    // 给人物赠送戒指
    console.log(`系统赠送[戒指]"${this.ringName}"给"${roleName}"`);
  }
}
const body = new Body('');
const wingBody = new WingDecorator(body, '黄金之翼');
const wingWeaponBody = new WeaponDecorator(wingBody, '屠龙刀');
const wingWeaponRingBody = new RingDecorator(wingWeaponBody, '麻痹戒指');
wingWeaponRingBody.give('划雨悦潭之赋');

最终运行代码,可以得到如下的结果。我只give了一次,为什么会有4条输出呢?

image.gif 给角色例爾悦 之就基供道具.png

       在每一个new之后都打印一下实例,可以看到最终到wingWeaponRingBody时,已经形成了“麻痹戒指-屠龙刀-黄金之翼-”的链条。当调用give方法时,先会调用父类的give方法,而父类的give方法执行的是this.body.give(),也就是说会一层一层执行下去,从而达到组合的效果;装饰器类作为工厂方法被调用,返回的是一个装饰器类。调用逻辑如下图。        

image.gif bsdr! winoecorator ( tosyt Boly ( nsse! ).vinghione 美金之黑,),.png

装饰器方式

       TS中的装饰器模式还。需要将具体的装饰器类改写成装饰器方法,用JS原型的特性形成原型链调用give方法;在调用时使用@符号,大大提高了客户端调用代码的便捷性。

// 人物身体接口
interface IBody {
  give(message: string): void;
}
// 基础人物身体类
class Body implements IBody {
  private name: string;
  constructor(name: string) {
    this.name = name;
  }
  give(roleName: string): void {
    console.log(`给角色"${roleName}"提供道具`);
  }
}
// 基础装饰器 定义整个装饰器的结构 子类可以做扩展
class Decorator implements IBody {
  // 基础的装饰器类是不能够单独使用的
  private body: IBody;
  // 初始化时需传入一个IBody类型的实例
  constructor(body: IBody) {
    this.body = body;
  }
  give(roleName: string): void {
    this.body.give(roleName);
  }
}
// TS装饰器的写法 翅膀
export function WingDecorator(wingName: string): ClassDecorator {
  return function(constructor: Function) {
    const send = constructor.prototype.give; // 先拿到原型上的give方法
    // 然后再扩展自己的逻辑
    constructor.prototype.give = function(roleName: string) {
      // 扩展之前先执行一遍give方法
      send.apply(this, arguments);
      // 扩展自己的逻辑
      console.log(`系统赠送[翅膀]"${wingName}"给"${roleName}"`);
    }
  };
}
// TS装饰器的写法 武器
export function WeaponDecorator(weaponName: string): ClassDecorator {
  return function(constructor: Function) {
    const send = constructor.prototype.give; // 先拿到原型上的give方法
    // 然后再扩展自己的逻辑
    constructor.prototype.give = function(roleName: string) {
      // 扩展之前先执行一遍give方法
      send.apply(this, arguments);
      // 扩展自己的逻辑
      console.log(`系统赠送[武器]"${weaponName}"给"${roleName}"`);
    }
  };
}
// TS装饰器的写法 戒指
export function RingDecorator(ringName: string): ClassDecorator {
  return function(constructor: Function) {
    const send = constructor.prototype.give; // 先拿到原型上的give方法
    // 然后再扩展自己的逻辑
    constructor.prototype.give = function(roleName: string) {
      // 扩展之前先执行一遍give方法
      send.apply(this, arguments);
      // 扩展自己的逻辑
      console.log(`系统赠送[戒指]"${ringName}"给"${roleName}"`);
    }
  };
}
// 客户端使用
@WingDecorator('黄金之翼')
@WeaponDecorator('屠龙刀')
@RingDecorator('麻痹戒指')
class Client extends Body{
  constructor(name: string) {
    super(name);
  }
}
const client = new Client('');
client.give('划雨悦潭之赋');

TS装饰器不生效问题

       TS中装饰器还是实验性语法,所以直接使用@符号是不生效的。需要在配置文件中,显式将experimentalDecorators设为true。

{
    "compilerOptions": {
        "experimentalDecorators": true,
    }
}

image.gif 总结

       装饰器模式很好诠释了“组合”的思想,能够保证设计原则的同时也大大提高了客户端使用的便捷性,但也不要过度装饰和包装,可能导致太多层反而增加代码复杂度。前端必须掌握的设计模式系列持续更新,如果对您有帮助希望多多点赞哦!

image.gif temp1.png

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